Efeito da adição de glutationa na função e estresse oxidativo em sêmen ovino criopreservado

The high susceptibility of sperm to the oxidative stress occurs especially due to high content of poly-unsaturated fattyacids (PUFAs) in its plasma membrane. The PUFAs provide the necessary fluidity to the plasma membrane. Howeverdouble bonds present in those fatty acids are more susceptible to oxidative stress. Studies in human indicate thatcryopreservation may lead to damages to the sperm due to oxidative stress. This study aimed to verify if the antioxidantglutathione (GSH) may protect ovine cryopreserved sperm against damages caused by oxidative stress. Semen samplesof four rams were cryopreserved using Tris-egg yolk extender supplemented with different concentrations of reducedglutathione (control, 1, 5 and 10 mM). After thawing, samples were evaluated using conventional (motility and vigor)and functional tests (membrane integrity and mitochondrial activity). Aliquots of each thawed sample were submitted toprotocol of induced lipid peroxidation using ascorbate (20 mM) and ferrous sulphate (4 mM), with further measurementof tiobarbituric acid reactive substances (TBARS), index of oxidative stress. No effect of GSH was observed on variablesassessed by conventional tests. GSH decreased the proportion of intact acrosomes. Samples treated with 5 mM GSHshowed lower percentage of intact membrane cells when compared to control samples and those treated with 10 mM.The percentage of cells with mitochondrial activity was affected by GSH, but no effect on TBARS. Samples from controlgroup were more susceptible to denaturation of chromatin. In conclusion, the addition of Glutathione (GSH) offersprotection to DNA and mitochondrial activity of ovine sperm.Os ácidos graxos poli-insaturados garantem fluidez à membrana plasmática do espermatozoide. No entanto, as duplas ligações presentes, os tornam mais susceptíveis aos efeitos nocivos da peroxidação lipídica. A adição do antioxidante Glutationa reduzida (GSH) poderia conferir proteção aos espermatozoides de ovinos submetidos à congelação contra os graves danos causados pelo estresse oxidativo. O objetivo do presente experimento foi avaliar se a GSH protege os espermatozoides ovinos criopreservados contra danos causados pelo estresse oxidativo. Foram colhidos ejaculados de quatro carneiros adultos. As análises convencionais foram: concentração, motilidade, vigor e morfologia. As análises funcionais foram: integridade de membrana, integridade acrossomal, integridade de cromatina e atividade mitocondrial. O sêmen foi criopreservado utilizando o diluidor Tris-gema-critrato, suplementado com GSH (controle, 1, 5 e 10 mM). As amostras foram submetidas ao protocolo de peroxidação lipídica induzida e subsequente quantificação das substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARS). As análises estatísticas foram realizadas utilizando o Sistema SAS para Windows. Não houve efeito do tratamento com GSH sobre as variáveis avaliadas pelos testes convencionais. A GSH diminuiu a proporção de acrossomas íntegros. Amostras tratadas com 5mM de GSH apresentaram menor percentual de células com membranas íntegras quando comparadas às amostras controle e aquelas tratadas com 10 mM; o percentual de células sem atividade mitocondrial foi influenciado pela GSH e também não houve efeito nas TBARS. As amostras do grupo controle foram mais susceptíveis à denaturação da cromatina. Em conclusão, a adição do antioxidante Glutationa reduzida confere proteção ao DNA e à atividade mitocondrial de espermatozoides de ovinos

Effect of glutathione on ovine cryopreserved sperm function and oxidative status

Os ácidos graxos poliinsaturados garantem a fluidez à membrana plasmática do espermatozóide. No entanto, as duplas ligações presentes, os tomam mais susceptíveis aos efeitos nocivos da peroxidação lipídica que produz grande quantidade de radicais livres. A adição do antioxidante Glutationa reduzida (GSH) poderia conferir proteção aos espermatozóides de ovinos submetidos a criopreservação contra danos, em membranas plasmáticas, acrossomais, DNA e atividade mitocondrial causados pelo estresse oxidativo. O objetivo do presente experimento foi: avaliar se a GSH protege os espermatozóides ovinos criopreservados contra danos causados pelo estresse oxidativo. Foram colhidos ejaculados de quatro carneiros adultos. As amostras foram avaliadas após a criopreservação (TI). As análises convencionais foram: concentração, motilidade, vigor e morfologia. As análises funcionais foram: integridade de membrana, integridade acrossomal, integridade de cromatina e atividade mitocondrial. O sêmen foi criopreservado utilizando o diluidor Tris-gema-critrato suplementado com GSH (controle, 1, 5 e 10mM). Uma alíquota de cada amostra foi submetida ao protocolo de peroxidação lipídica induzida e subseqüente quantificação das substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico(TBARS). As análises estatísticas foram realizadas utilizando o Sistema SAS para Windows. Os resultados indicam que não houve efeito do tratamento com GSH sobre as variáveis avaliadas pelos testes convencionais. A GSH diminuiu a proporção de acrossomas íntegros. Amostras tratadas com 5mM de GSH apresentaram menor percentual de células com membranas íntegras quando comparadas com as amostras controle e aquelas tratadas com 10 mM; , o percentual de células sem atividade mitocondrial foi influenciado pela GSH também não houve de efeito nas TBARS. As amostras do grupo controle foram mais susceptíveis à desnaturação da cromatina. Em conclusão, a adição do antioxidante Glutationa reduzida (GSH) confere proteção ao DNA e à atividade mitocondrial de espermatozóides de ovinos.It is well known that sperm is extremely susceptible to the oxidative stress. This occurs especially due to the high content of poly-unsaturated fatty acids (PUF As) in its plasma membrane. The PUF As provide the necessary fluidity to the plasma membrane, which allows the sperm to move. However the double bonds present in those fatty acids are more susceptible to the oxidative stress. Therefore, sperm is highly dependent of the extra-celluIar environment antioxidant protection. Studies in human indicate that cryopreservation may lead to damages to the sperm due to the oxidative stress. The objective of this experiment was to study if the antioxidant glutathione (GSH) may protect ovine cryopreserved sperm against the damages caused by the oxidative stress. Semen samples of four rams were collected using an artificial vagina. Samples were then cryopreserved using Tris-egg yolk extender supplemented with different concentrations of reduced glutathione (control, 1, 5 and 10 mM). After thawing, samples were evaluated using conventional (motility and vigor) and functional tests (membrane integrity and mitochondrial activity). An aIiquot of each thawed sample was submitted to the protocol of induced lipid peroxidation using ascorbate (20 mM) and ferrous sulphate (4 mM), with the further measurement of the tiobarbituric acid reactive substances (TBARS), as an index of oxidative stress. This technique aims to evaIuate sperm oxidative status by its susceptibility to the lipid peroxidation. Statistical analysis was performed using SAS system for Windows. The results indicate that there was no effect of GSH on the variables assessed by conventional tests. GSH decreased the proportion of intact acrosomes. Samples treated with 5 mM GSH showed a lower percentage of cells with intact membranes when compared with control sampIes and those treated with 10 mM, the percentage of cells with mitochondriaI activity was affected by GSH and there was also no effect on TBARS. Samples from the control group were more susceptible to denaturation of chromatin. In conclusion, the addition of the antioxidant Glutathione (GSH) offers protection to DNA and mitochondrial activity of ovine sperm

Effect of systemic antioxidant treatment in Bos taurus taurus bulls under heat stress and supplemented with polyunsaturated fatty acids

Uma das razões da menor fertilidade dos touros europeus criados em regiões tropicais em relação a touros Bos indicus é uma maior índice de estresse oxidativo provocado por uma maior produção de espécies reativas de oxigênio (ROS), não compensada pela proteção antioxidante. Por outro lado, sabe-se que a célula espermática é extremamente susceptível ao estresse oxidativo devido à alta quantidade de ácidos graxos poli-insaturados (PUFA) em sua membrana plasmática, o que, no entanto, é muito importante para que o espermatozoide seja fértil e resistente ao choque frio. Sendo assim, tratamentos que interfiram no processo oxidativo, podem ser importantes para aumentar a produtividade destes animais, tanto à campo como em centrais de inseminação artificial. O presente experimento objetivou avaliar qual ROS seria a mais lesiva para touros europeus submetidos ao estresse térmico visando determinar um possível tratamento antioxidante direcionado para estes animais. Em um segundo momento visou então verificar a eficiência da interação entre uma dieta rica em PUFAs e o tratamento antioxidante sistêmico direcionado na qualidade espermática do sêmen ejaculado e epididimário (fresco e criopreservado) de touros europeus submetidos ao estresse térmico. Para isso, quatro touros Bos taurus adultos foram submetidos a insulação testicular (bolsa escrotal por 5 dias). Sessenta dias após a insulação o sêmen foi coletado por eletroejaculação. O sêmen de cada animal foi dividido em 4 alíquotas s submetidas à indução com quatro sistemas geradores de ROS: Ânion Superóxido (xantina/xantina oxidase), peróxido de hidrogênio, radical hidroxila (Ascorbato + Sulfato de Ferro) e malondialdeído (MDA; produto da peroxidação lipídica). As amostras foram incubadas por 1 hora e avaliadas através da análise espermática computadorizada (CASA), eoxina/nigrosina (integridade da membrana plasmática), fast-green/rosa bengala (integridade de acrossomo), 3, 3´ diaminobenzidina (atividade mitocondrial), ensaio da cromatina espermática (fragmentação de DNA) e substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARS; peroxidação lipídica). Os resultados indicaram ser o MDA, a substância mais deletéria aos animais Bos taurus submetidos ao estresse térmico aguda. Desta forma, 16 touros foram então submetidos á insulação testicular e divididos em 4 grupos: Controle (n=4; aplicação de óleo mineral; placebo); Grupo Vitamina E: (n=4; 5 ml de Monovin® E a cada 13 dias); Grupo PUFA: (n=4; 4 kg/dia Megalac® E1), Grupo PUFA+Vitamina E: (n=4; combinação entre os tratamentos dos grupos PUFA e Vitamina E). O sêmen destes animais foi coletado no dia da inserção da bolsa escrotal, no dia da retirada, 30 e 60 dias após. Os resultados indicaram que a vitamina E foi eficiente para a melhora nos danos causados pelo estresse térmico no DNA espermático e na mitocôndria, mas apenas nas amostras coletadas do epidídidmo. Da mesma forma, foi possível observar que a combinação entre a Vitamina E e a suplementação com PUFA foi eficiente na melhora dos padrões de motilidade espermática. Os resultados do presente estudo indicam que a combinação entre um tratamento antioxidante com Vitamina E e a suplementação com PUFA pode ser uma alternativa interessante para evitar os danos causados pelo estresse térmico agudo em touros europeus. No entanto, possivelmente este tratamento poderia ser ainda mais eficiente caso seja administrado de forma preventiva.One reason for the lower fertility of European bulls bred in tropical regions is a higher rate of oxidative stress caused by increased production of reactive oxygen species (ROS) not compensated by antioxidant protection . On the other hand , it is known that the sperm cell is extremely susceptible to oxidative stress due to the high amount of polyunsaturated ( PUFA) on their plasma membrane. However the presence of these PUFAs is fundamental for the sperm to be fertile and resistant to cold shock. Thus, treatments that interfere with the oxidation process may be important to increase the productivity of these animals. This study aimed to evaluate which would be the most damaging ROS for European bulls subjected to heat stress to determine a possible antioxidant targeted treatment for these animals. In a second step we sought to verify the efficiency of the interaction between a diet rich in PUFAs and targeted-antioxidant treatment on sperm quality of ejaculated and epididymal sperm quality in European bulls subjected to heat stress. Four Bos Taurus bulls were submitted to testicular insulation (5 days). Sixty days after insulation semen was collected by electroejaculation. Semen from each animal was divided into 4 aliquots and submitted to the induction with four ROS generating systems: superoxide anion (xanthine / xanthine oxidase), hydrogen peroxide, hydroxyl radical (ascorbate + Ferrous Sulfate) and malondialdehyde (MDA; lipid peroxidation product). The samples were incubated for 1 h and assessed by computerized sperm analysis (CASA), eoxina / nigrosin (membrane integrity), fast-green/Bengal rose (acrosome integrity) , 3 , 3 \' diaminobenzidine (mitochondrial activity), sperm chromatin structure assay (DNA fragmentation) and thiobarbituric acid reactive substances (TBARS, lipid peroxidation). The results indicated that the MDA was the most deleterious substance to Bos Taurus semen subjected to an acute heat stress. Thus, 16 bulls were then subjected to testicular insulation and divided into 4 groups: control (n= 4; application of mineral oil; placebo); Group Vitamin E: (n= 4, 5 ml of Monovin ® E every 13 days); PUFA group: (n= 4; 4 kg/day Megalac ® E1 ); Group PUFA+Vitamin E (n=4; combination of groups PUFA and Vitamin E treatments). Semen was collected from these animals on the day of insertion of the thermal bag, on the day of withdrawal, 30 and 60 days after. The results indicated that vitamin E was effective for the improvement in damages caused by heat stress in sperm DNA and mitochondria, but only in samples collected from epididymis. Similarly, the combination of vitamin E and PUFA supplementation was effective in improving sperm motility patterns . The results of this study indicate that the combination of an antioxidant treatment with vitamin E and PUFA supplementation may be an interesting alternative to avoid the damage caused by acute heat stress in European bulls. However, possibly, this treatment would be more effective if performed preventively

Effect of glutathione on ovine cryopreserved sperm function and oxidative status

Os ácidos graxos poliinsaturados garantem a fluidez à membrana plasmática do espermatozóide. No entanto, as duplas ligações presentes, os tomam mais susceptíveis aos efeitos nocivos da peroxidação lipídica que produz grande quantidade de radicais livres. A adição do antioxidante Glutationa reduzida (GSH) poderia conferir proteção aos espermatozóides de ovinos submetidos a criopreservação contra danos, em membranas plasmáticas, acrossomais, DNA e atividade mitocondrial causados pelo estresse oxidativo. O objetivo do presente experimento foi: avaliar se a GSH protege os espermatozóides ovinos criopreservados contra danos causados pelo estresse oxidativo. Foram colhidos ejaculados de quatro carneiros adultos. As amostras foram avaliadas após a criopreservação (TI). As análises convencionais foram: concentração, motilidade, vigor e morfologia. As análises funcionais foram: integridade de membrana, integridade acrossomal, integridade de cromatina e atividade mitocondrial. O sêmen foi criopreservado utilizando o diluidor Tris-gema-critrato suplementado com GSH (controle, 1, 5 e 10mM). Uma alíquota de cada amostra foi submetida ao protocolo de peroxidação lipídica induzida e subseqüente quantificação das substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico(TBARS). As análises estatísticas foram realizadas utilizando o Sistema SAS para Windows. Os resultados indicam que não houve efeito do tratamento com GSH sobre as variáveis avaliadas pelos testes convencionais. A GSH diminuiu a proporção de acrossomas íntegros. Amostras tratadas com 5mM de GSH apresentaram menor percentual de células com membranas íntegras quando comparadas com as amostras controle e aquelas tratadas com 10 mM; , o percentual de células sem atividade mitocondrial foi influenciado pela GSH também não houve de efeito nas TBARS. As amostras do grupo controle foram mais susceptíveis à desnaturação da cromatina. Em conclusão, a adição do antioxidante Glutationa reduzida (GSH) confere proteção ao DNA e à atividade mitocondrial de espermatozóides de ovinos.It is well known that sperm is extremely susceptible to the oxidative stress. This occurs especially due to the high content of poly-unsaturated fatty acids (PUF As) in its plasma membrane. The PUF As provide the necessary fluidity to the plasma membrane, which allows the sperm to move. However the double bonds present in those fatty acids are more susceptible to the oxidative stress. Therefore, sperm is highly dependent of the extra-celluIar environment antioxidant protection. Studies in human indicate that cryopreservation may lead to damages to the sperm due to the oxidative stress. The objective of this experiment was to study if the antioxidant glutathione (GSH) may protect ovine cryopreserved sperm against the damages caused by the oxidative stress. Semen samples of four rams were collected using an artificial vagina. Samples were then cryopreserved using Tris-egg yolk extender supplemented with different concentrations of reduced glutathione (control, 1, 5 and 10 mM). After thawing, samples were evaluated using conventional (motility and vigor) and functional tests (membrane integrity and mitochondrial activity). An aIiquot of each thawed sample was submitted to the protocol of induced lipid peroxidation using ascorbate (20 mM) and ferrous sulphate (4 mM), with the further measurement of the tiobarbituric acid reactive substances (TBARS), as an index of oxidative stress. This technique aims to evaIuate sperm oxidative status by its susceptibility to the lipid peroxidation. Statistical analysis was performed using SAS system for Windows. The results indicate that there was no effect of GSH on the variables assessed by conventional tests. GSH decreased the proportion of intact acrosomes. Samples treated with 5 mM GSH showed a lower percentage of cells with intact membranes when compared with control sampIes and those treated with 10 mM, the percentage of cells with mitochondriaI activity was affected by GSH and there was also no effect on TBARS. Samples from the control group were more susceptible to denaturation of chromatin. In conclusion, the addition of the antioxidant Glutathione (GSH) offers protection to DNA and mitochondrial activity of ovine sperm

Caracterização de alfagalactosidase e sua relação com a germinação das sementes de Caesalpinia peltophoroides (Leguminosae Caesalpinioideae)

Sementes de Caesalpinia peltophoroides (Leguminosae Caesalpinioideae) – sibipiruna – foram colocadas para embebição por 144 h, sendo retiradas amostras para análise de proteína, quantificações da atividade de alfagalactosidase e de açúcares presentes na micrópila. A germinação iniciou-se com 96 h de embebição, sem que fossem detectadas modificações na parede celular da micrópila. Nesta, observou-se maior proporção de arabinose, que mostrou tendência de aumento com o decorrer da embebição. A atividade específica da alfagalactosidase foi detectada em sementes secas, tanto no eixo embrionário quanto nos cotilédones, aumentando no primeiro a partir de 24 h de embebição. O aumento da atividade nos cotilédones foi mais lento, sendo mais acentuado a partir de 120 h de embebição. O teor de proteína decresceu continuamente no eixo embrionário a partir de 24 horas de embebição, enquanto se manteve estável nos cotilédones. A atividade da alfagalactosidase foi máxima nas temperaturas de 55 e 50 ºC para o eixo embrionário e para os cotilédones, respectivamente. O pH que mais estimulou a atividade da enzima foi na faixa de 5,5 a 6,0 para o eixo embrionário e na de 4,5 a 5,0 para os cotilédones. As alfagalactosidase do eixo embrionário e dos cotilédones foram inibidas por SDS, CuSO4, galactose e melibiose. Não houve efeito estimulante sobre a atividade da alfagalactosidase do eixo embrionário por nenhum dos efetores, enquanto o mercaptoetanol estimulou a atividade da enzima dos cotilédones. Os KM para o substrato r-NPGal para a alfagalactosidase do eixo embrionário e dos cotilédones foram de 1,74 e 2,64 mM, respectivamente.Caesalpinia peltophoroides (Leguminosae Caesalpinioideae) seeds were soaked in water for 144 hours. Samples were taken for protein analysis, quantification of alphagalactosidase activity and micropyle sugar composition. Germination began after 96 hours of imbibition, with no modifications in the micropyle cellular wall. The content of arabinose was higher in the micropyle region, with a tendency to increase during imbibition. Activity of alphagalactosidase was detected in dry seeds in the embryonic axis, as well as in the cotyledons, having increased 24 hours after imbibition. The increase of the activity in the cotyledons was observed only after 120 hours of imbibition. The protein content decreased continuously in the embryonic axis after 24 hours of imbibition, however it kept stable in cotyledons. The activity of the alphagalactosidase was raised by the temperature, being maximum at 55ºC for embryonic axis and at 50ºC for cotyledons. Enzyme activity was favored by pH ranging from 5.5 to 6.0 for the embryonic axis and 4.5 to 5.0 for cotyledons. The effectors SDS, CuSO4, galactose and melibiose inhibited enzyme activity of embryonic axis and cotyledons. Mercaptoethanol showed little stimulating effect on alphagalactosidase in cotyledons. The KM of the embryonic axis and the cotyledons were 1.74 and 2.64, respectively